河北
锂电池技术再获突破。
随着新能源汽车与大规模储能系统对超快充、高容量电池的需求日益迫切，传统石墨负极材料的电池性能已逼近理论极限。
黑磷作为负极材料具有极高的储锂容量，却因导电性差、反应动力学迟缓、充放电过程体积膨胀剧烈等固有缺陷，导致电池快充性能快速衰减。
近日，中国科学院电工研究所马衍伟团队成功突破这一技术瓶颈，创新性提出晶格磷‑氮（P‑N）键工程化策略，实现了黑磷负极材料在超高倍率下的稳定充放电，对推动BP基快充电池的实际应用具有重要意义。
基于上述突破，团队成功制备出以黑磷为负极、磷酸铁锂为正极的软包电池，其能量密度达282瓦时／千克。该电池在高倍率充电条件下，仅需10分钟即可充入理论容量的80％，且历经数千次充放电循环后仍可稳定运行。
研究发现，黑磷作为新型二维半导体材料，在锂离子电池和钠电池负极等新能源材料、抗癌药物等医药材料、用于电子的半导体材料、高效纳米阻燃剂、氢能等新能源催化剂、传感及光电探测等尖端领域体现出了巨大的潜在应用价值，在部分领域很可能导致革命性的变革。
其中，电池负极材料是黑磷产品重要的下游应用开拓领域。通过将黑磷与石墨等材料按优化比例进行机械球磨复合，可制备高性能磷碳负极材料。黑磷的理论比容量是石墨的7倍，以磷碳作为负极材料，可显著提升电池的能量密度；同时黑磷材料特殊的层状结构和高电子电导率，可提高充电速率。
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